孫 源，金吉媛，李 橋，吳文佑，王若然

(中國(guó)電建集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，四川 成都 610072)

0 前 言

國(guó)家對(duì)水電開(kāi)發(fā)環(huán)境保護(hù)的理念與要求與時(shí)俱進(jìn)，不斷提高[1-2]。中國(guó)共產(chǎn)黨第十八次全國(guó)代表大會(huì)將生態(tài)文明建設(shè)納入建設(shè)中國(guó)特色社會(huì)主義“五位一體”的總體布局。2015年10月，黨中央、國(guó)務(wù)院提出了“創(chuàng)新、和諧、綠色、開(kāi)放、共享”的發(fā)展理念。2016年1月，中共中央總書(shū)記習(xí)近平在推動(dòng)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展座談會(huì)上提出并強(qiáng)調(diào)“推動(dòng)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展，理念要先進(jìn)，堅(jiān)持生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展，把生態(tài)環(huán)境保護(hù)擺上優(yōu)先地位”的要求。2016年3月，國(guó)家通過(guò)了《國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十三個(gè)五年規(guī)劃綱要》，提出“統(tǒng)籌水電開(kāi)發(fā)與生態(tài)保護(hù)，堅(jiān)持生態(tài)優(yōu)先，以重要流域龍頭水電站建設(shè)為重點(diǎn)，科學(xué)開(kāi)發(fā)西南水電資源”的水電開(kāi)發(fā)指導(dǎo)思想。

為貫徹落實(shí)國(guó)家生態(tài)文明建設(shè)的精神，葉巴灘水電站工程自開(kāi)工建設(shè)以來(lái)，已對(duì)多個(gè)區(qū)域?qū)嵤┲脖换謴?fù)，基本做到植被恢復(fù)及景觀建設(shè)工作與電站主體工程同步設(shè)計(jì)、同步施工、同步投入使用。基于前期經(jīng)驗(yàn)積累，研究制定了一套低成本、操作性強(qiáng)、可推廣、效果好，且適合于葉巴灘水電站工程受損創(chuàng)面的植被恢復(fù)技術(shù)體系，用于指導(dǎo)后期葉巴灘水電站工程及同類(lèi)型項(xiàng)目植被恢復(fù)。

1 現(xiàn)狀條件

葉巴灘水電站位于西藏自治區(qū)和四川省交界的金沙江干流上，是金沙江上游規(guī)劃自上而下的第7個(gè)梯級(jí)，工程壩址區(qū)位于四川省甘孜州白玉縣降曲河口至下游秋哇溝溝口約4.5 km的河段上。葉巴灘水電站建設(shè)工程包括樞紐工程、料場(chǎng)、棄渣場(chǎng)及表土堆存場(chǎng)、交通設(shè)施、施工生產(chǎn)生活設(shè)施、移民安置及專(zhuān)項(xiàng)設(shè)施復(fù)建、庫(kù)岸區(qū)，葉巴灘水電站工程總平面布置效果見(jiàn)圖1。

圖1 葉巴灘水電站工程總平面布置效果

根據(jù)多次現(xiàn)場(chǎng)踏勘及資料收集，對(duì)葉巴灘水電站現(xiàn)狀進(jìn)行了詳細(xì)的分析，主要結(jié)論如下：

(1)工程區(qū)內(nèi)，場(chǎng)地植被類(lèi)型組成以灌叢、草叢為主，結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單。區(qū)域內(nèi)氣候類(lèi)型屬于亞熱帶氣候區(qū)，為典型的干熱河谷區(qū)。區(qū)內(nèi)山高谷深，海拔高、氣候寒冷、干旱、降雨分配極為不均，且蒸發(fā)量大，水分成為了制約本工程植被恢復(fù)效果的關(guān)鍵因素之一。

(2)區(qū)域內(nèi)土壤粗骨性強(qiáng)，細(xì)土物質(zhì)較少，含碎屑、礫石多，土壤中有效養(yǎng)分含量低，土層淺薄，剖面不發(fā)育或呈破壞狀況，區(qū)域土壤資源十分寶貴，需要對(duì)表土進(jìn)行改良后才能作為種植土利用。

(3)葉巴灘水電站施工場(chǎng)地?cái)?shù)量多且分散，整體地形地貌復(fù)雜，尤其還存在大量裸露的高陡邊坡，極大地影響了區(qū)域視覺(jué)景觀及生態(tài)效應(yīng)；且部分沖溝區(qū)域?yàn)楦叨高吰拢┕l件差、施工難度大，植物立地條件也非常差，灌溉養(yǎng)護(hù)難度等非常之大。

因此，在干熱河谷地區(qū)水電工程建設(shè)中，后期植被恢復(fù)是工作重點(diǎn)和難點(diǎn)之一。

2 植被恢復(fù)技術(shù)體系構(gòu)建

植被恢復(fù)主要技術(shù)措施由集排水技術(shù)、固土技術(shù)、建植技術(shù)和養(yǎng)護(hù)技術(shù)組成[3]。針對(duì)葉巴灘水電站工程特點(diǎn)及以往類(lèi)似工程植被恢復(fù)經(jīng)驗(yàn)，有針對(duì)性地構(gòu)建了本工程植被恢復(fù)體系。

2.1 調(diào)查與評(píng)價(jià)

在植被恢復(fù)體系構(gòu)建中，首先應(yīng)對(duì)工程區(qū)范圍內(nèi)進(jìn)行整體調(diào)查與評(píng)價(jià)。葉巴灘水電站工程植被恢復(fù)調(diào)查與評(píng)價(jià)內(nèi)容對(duì)象主要包括了恢復(fù)區(qū)范圍內(nèi)的地質(zhì)、地形地貌、氣象、土壤、植被和植物、水土流失情況、陸生植被生態(tài)系統(tǒng)、施工擾動(dòng)后立地條件、工程護(hù)坡形式等，其中重點(diǎn)調(diào)查和評(píng)價(jià)了區(qū)域鄉(xiāng)土植物、外來(lái)植物、土壤情況、施工擾動(dòng)后立地條件和工程護(hù)坡形式。

2.2 植物物種選擇

2.2.1 區(qū)域內(nèi)植物資源

葉巴灘水電站工程征地范圍主要位于金沙江及其支流降曲河河谷地帶，地形陡峭、河面狹窄、立地條件差。由于海拔降低且受到金沙江河谷氣候的影響，植被組成以類(lèi)型豐富、群落結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的河谷灌叢為優(yōu)勢(shì)，由不同地段不同優(yōu)勢(shì)灌木種類(lèi)的組合形成不同的植被群叢。工程區(qū)分布的自然植被類(lèi)型以落葉闊葉灌叢、草叢為主，其次為常綠闊葉林。山坡上分布有川滇高山櫟林，河谷區(qū)有鞍葉羊蹄甲、白刺花、栒子、小檗、沙棘、薔薇等灌叢分布；河谷區(qū)的少量階地或緩坡地帶，有青稞、蕎麥、玉米、馬鈴薯和豆類(lèi)等人工植被分布。葉巴灘水電站水庫(kù)淹沒(méi)及工程占地區(qū)主要植被類(lèi)型統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1。

表1 葉巴灘水電站水庫(kù)淹沒(méi)及工程占地區(qū)主要植被類(lèi)型統(tǒng)計(jì)

2.2.2 適生植物種篩選

2017年，針對(duì)葉巴灘水電站樞紐區(qū)及其周?chē)幢黄茐牡脑贾脖粎^(qū)開(kāi)展植物調(diào)查，以海拔梯度為主線，調(diào)查不同坡度、不同坡向、不同土壤基質(zhì)類(lèi)型的植物種，對(duì)優(yōu)勢(shì)鄉(xiāng)土植物進(jìn)行初步篩選，采集土樣，同時(shí)走訪和調(diào)查當(dāng)?shù)亓謽I(yè)局、森工局、農(nóng)牧局及苗木市場(chǎng)，收集當(dāng)?shù)剡m生植物種培育和購(gòu)買(mǎi)信息。隨后開(kāi)展土壤種子庫(kù)選取及萌芽研究，進(jìn)一步對(duì)初選植物種進(jìn)行鑒定及篩選，形成了“葉巴灘-波羅段植物種推薦名錄”。依托植物種推薦名錄，隨后應(yīng)用于葉巴灘水電站植被恢復(fù)工程。截至目前，篩選出工程區(qū)域內(nèi)長(zhǎng)勢(shì)良好、抗逆性強(qiáng)、養(yǎng)護(hù)管理簡(jiǎn)單的適生植物種如下：

喬木：旱柳、國(guó)槐、圓柏、山杏、貼梗海棠、垂絲海棠、紫葉李、蘋(píng)果樹(shù)、垂柳；

灌木：大葉黃楊、紅葉石楠、金葉女貞、四川丁香、胡枝子、多花木藍(lán)、紫薇、川滇薔薇、野薔薇、藤蔓月季、白刺花、鮮黃小檗(需采種)、小馬鞍葉羊蹄甲(需采種)；

藤本：三葉地錦、甘青鐵線蓮；

草本：披堿草、紫花苜蓿、白茅、葦狀羊茅、多年生黑麥草、高羊茅、波斯菊、金雞菊、黑心菊、中華山蓼(需采種)、角嵩(需采種)。

2.3 植物配置

2.3.1 植物配置原則

葉巴灘水電站工程植物配置主要遵循4個(gè)原則：科學(xué)性、功能性、安全性、協(xié)調(diào)性原則；適地適樹(shù)、生態(tài)優(yōu)先原則；生物多樣性、景觀層次性原則；近遠(yuǎn)期結(jié)合、長(zhǎng)效性原則。

2.3.2 植物配置模式

研究表明，草本+灌(喬)植物混合群落明顯優(yōu)于單純草本植物群落和單純木本植物群落[4]。草灌(喬、藤本)混合群落地上莖葉可對(duì)雨滴起到分層攔截和緩沖作用，地下根系可以起到土壤的加筋作用和錨固作用，因此更有利于減少坡面水土流失，增強(qiáng)坡體的穩(wěn)定性[5]。結(jié)合對(duì)葉巴灘水電站各施工擾動(dòng)面的擾動(dòng)特點(diǎn)、立地條件等因素綜合分析，因地制宜地對(duì)各施工場(chǎng)地進(jìn)行植物配置。

(1)邊坡植物配置

①巖質(zhì)及噴混邊坡。此類(lèi)邊坡通常高且陡，立地條件較差，基本喪失了植被生長(zhǎng)的土壤和水分條件，植物配置主要以草本、藤本為主，輔以少量灌木種?；谇捌谥参镎{(diào)研結(jié)果，本區(qū)植物物種主要選擇三葉地錦、甘青鐵線蓮、披堿草、葦狀羊茅、紫花苜蓿、四川丁香、野薔薇。

②土質(zhì)及土石質(zhì)邊坡。此類(lèi)邊坡坡比通常緩于1:1.5，部分土石質(zhì)邊坡坡比陡于1:1.5時(shí)需采取工程防護(hù)措施，邊坡立地條件相對(duì)較好。對(duì)于坡比緩于1:1.5的邊坡區(qū)域，植物配置以藤灌草為主，同樣基于前期植物調(diào)研結(jié)果，植物物種主要選擇三葉地錦、甘青鐵線蓮、披堿草、葦狀羊茅、紫花苜蓿、四川丁香、野薔薇。對(duì)于坡比陡于1:1.5的邊坡區(qū)域，結(jié)合工程護(hù)坡措施進(jìn)行植物配置，通常以灌草為主，植物物種主要選擇四川丁香、胡枝子、多花木藍(lán)、紫薇、川滇薔薇、野薔薇、藤蔓月季、白刺花、披堿草、紫花苜蓿、白茅、葦狀羊茅、多年生黑麥草、高羊茅、波斯菊。

(2)平緩區(qū)域植物配置

道路兩側(cè)、棄渣場(chǎng)渣頂、表土堆存場(chǎng)坡頂、料場(chǎng)終采平臺(tái)和施工生產(chǎn)生活區(qū)等平緩區(qū)域，除部分施工硬化地表，需破碎硬化區(qū)域后方具備建植條件外，其余場(chǎng)地立地條件相對(duì)較好。植物配置以喬灌藤草相結(jié)合的形式進(jìn)行多樣化配置，復(fù)層的種植形式可促進(jìn)形成自給自足的節(jié)水型植物群落。部分重要節(jié)點(diǎn)部位進(jìn)行景觀打造，選擇具有景觀觀賞價(jià)值的植物種，植物配置以具有多層次、多色彩、多季相的景觀結(jié)構(gòu)，并與周?chē)匀簧鷳B(tài)環(huán)境相融合為原則。

2.4 土壤改良技術(shù)

基于工程區(qū)土壤中有效養(yǎng)分含量低、土壤砂石含量高、整體偏堿性，且氮磷鉀元素含量低等問(wèn)題，主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行土壤改良。

(1)去除土壤中粒徑不小于3 cm的砂石及可視垃圾；

(2)土壤結(jié)構(gòu)改良：可增加黏結(jié)材料、保水材料、輕質(zhì)顆粒、有機(jī)纖維、腐殖質(zhì)；

(3)肥力改良：根據(jù)土壤肥力情況，施用適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)肥、無(wú)機(jī)肥、復(fù)合肥料等；

(4)活力改良：可在土壤中增加微生物菌劑；

(5)種植綠肥植物。

2.5 邊坡固土及建植技術(shù)

基于各邊坡地質(zhì)條件、施工擾動(dòng)后立地條件、電站主體專(zhuān)業(yè)采取的工程護(hù)坡形式等因素，制定邊坡固土及建植技術(shù)。葉巴灘水電站擾動(dòng)區(qū)不同邊坡類(lèi)型植被恢復(fù)技術(shù)詳見(jiàn)表2。

表2 葉巴灘水電站擾動(dòng)區(qū)不同邊坡類(lèi)型植被恢復(fù)技術(shù)

2.6 平緩區(qū)域建植技術(shù)

平緩區(qū)域主要指立地條件良好，走勢(shì)較緩的場(chǎng)地。此類(lèi)地塊進(jìn)行場(chǎng)地整治后即可予以恢復(fù)，對(duì)于個(gè)別無(wú)需客土植生的區(qū)域，就地進(jìn)行土壤改良后建植。

2.7 養(yǎng)護(hù)技術(shù)

基于區(qū)域自然氣候條件惡劣的情況，葉巴灘水電站工程在植物養(yǎng)護(hù)方面進(jìn)行了加強(qiáng)，主要養(yǎng)護(hù)技術(shù)包括光熱調(diào)控、水肥調(diào)控、種群調(diào)控、植物保護(hù)[3]。

2.7.1 光熱調(diào)控

夏季高溫時(shí)，根據(jù)苗木本身特性進(jìn)行防曬遮蓋，主要使用遮陽(yáng)網(wǎng)。

冬季低溫時(shí)，采取一系列有針對(duì)性的越冬養(yǎng)護(hù)措施：?jiǎn)棠局饕扇?shù)干纏草繩、灌凍水、根莖部培土、覆地膜+培土和搭防寒障，灌木和地被主要采取修剪、灌凍水、根部培土和搭防寒障等措施。

2.7.2 水肥調(diào)控

(1)灌溉。研究區(qū)域內(nèi)應(yīng)綜合考慮各方面因素，因地制宜地選擇合適的灌溉措施。主要考慮區(qū)域內(nèi)的自然條件、作物種類(lèi)、水源條件、管理水平和經(jīng)濟(jì)可行性等因素，通過(guò)對(duì)噴灌、滴灌、管道輸水灌、渠道防滲等幾種形式的比較，確定最適合項(xiàng)目的灌溉形式。

對(duì)于布設(shè)有馬道種植槽的區(qū)域，采用滴灌的形式；對(duì)于交通便利且恢復(fù)地塊面積較小的區(qū)域，采用灑水車(chē)進(jìn)行灌溉；對(duì)于分布零星且面積廣的區(qū)域，采用軟管+噴頭進(jìn)行人工噴灑灌溉，其他邊坡、坡頂和平臺(tái)主要采用噴灌方式。

另外，本研究充分利用馬道排水溝進(jìn)行雨水收集，形成雨水集蓄利用技術(shù)，即在每級(jí)馬道排水溝兩側(cè)設(shè)置擋坎，利用排水溝蓄積雨水；排水溝邊墻布設(shè)排水管，排水溝蓄積雨水后，與種植槽形成連通體。在馬道排水溝上加透水蓋板，蓋板上覆蓋礫石，可減少蒸發(fā)。蓄水型馬道種植槽結(jié)構(gòu)詳見(jiàn)圖2。

圖2 蓄水型馬道種植槽結(jié)構(gòu)(單位：cm)

(2)施肥。結(jié)合灌溉進(jìn)行施肥，薄肥勤施，以有機(jī)肥為主，無(wú)機(jī)肥為輔，兩種肥料交替使用以補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)元素。

2.7.3 種群調(diào)控

主要通過(guò)修剪和補(bǔ)播的方式對(duì)種植區(qū)進(jìn)行植物群落優(yōu)化。

2.7.4 植物保護(hù)

通過(guò)物理防治、生物防治等多種手段有針對(duì)性地對(duì)不同植物進(jìn)行有害生物防治。

3 效益分析

通過(guò)植被恢復(fù)技術(shù)體系構(gòu)建研究，葉巴灘水電站工程效益主要體現(xiàn)在生態(tài)景觀效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益三方面。

3.1 生態(tài)景觀效益

葉巴灘水電站通過(guò)植被恢復(fù)后，林草植被恢復(fù)率及林草覆蓋率預(yù)計(jì)可達(dá)到97.09%和40.15%，滿足《生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土流失防治標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

采用專(zhuān)家打分結(jié)合層次分析法對(duì)葉巴灘水電站的景觀進(jìn)行評(píng)價(jià)，植被恢復(fù)效果將達(dá)到水電工程二級(jí)景觀標(biāo)準(zhǔn)。

經(jīng)生態(tài)恢復(fù)及景觀綠化后，區(qū)域內(nèi)水土流失程度能得到較好控制。因電站建設(shè)而受影響的場(chǎng)地能得到及時(shí)有效的跡地恢復(fù)，促使生態(tài)再生。因此，植被恢復(fù)技術(shù)體系的運(yùn)用使水電站工程建設(shè)發(fā)揮了巨大的生態(tài)效益和景觀效益。

3.2 經(jīng)濟(jì)效益

首先，適宜的、全面有效的、經(jīng)濟(jì)的植被恢復(fù)技術(shù)可極大地提高植被恢復(fù)率和植物存活率，避免反復(fù)補(bǔ)植、多次植物措施調(diào)整、養(yǎng)護(hù)成本巨大。其次，工程創(chuàng)面植物群落的成功構(gòu)建，最終可使恢復(fù)區(qū)域形成自支撐、自組織與自我修復(fù)等功能，提升裸露地表抗沖刷、抗變形失穩(wěn)的能力，使區(qū)域內(nèi)邊坡得以加固，生態(tài)得以恢復(fù)，避免了電站運(yùn)行期因水土流失產(chǎn)生的不必要經(jīng)濟(jì)損失。

因此，植被恢復(fù)技術(shù)體系的運(yùn)用將給電站和地方帶來(lái)十分顯著的直接與間接經(jīng)濟(jì)效益。

3.3 社會(huì)效益

工程建設(shè)對(duì)區(qū)域植被的破壞將引起工程區(qū)域內(nèi)進(jìn)一步的水土流失，甚至引起泥石流，降低當(dāng)?shù)鼐用竦纳钌a(chǎn)條件，嚴(yán)重時(shí)可影響人身安全。建設(shè)方在采取植被恢復(fù)后若仍不能改善被破壞的自然環(huán)境，進(jìn)而使得該區(qū)域長(zhǎng)期得不到有效治理，將極有可能引起當(dāng)?shù)鼐用駥?duì)建設(shè)項(xiàng)目的不滿。

因此，構(gòu)建有針對(duì)性的植被恢復(fù)技術(shù)體系，將有利于項(xiàng)目開(kāi)發(fā)建設(shè)、帶動(dòng)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、共建和諧社會(huì)，其社會(huì)效益顯著。

4 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)技術(shù)總結(jié)、科研試驗(yàn)，構(gòu)建一套適用于干熱河谷地區(qū)的植被恢復(fù)技術(shù)體系，其主要包括調(diào)查與評(píng)價(jià)、植物物種選擇、植物配置、土壤改良、固土、建植和養(yǎng)護(hù)等內(nèi)容。

以葉巴灘水電站施工區(qū)植被恢復(fù)為例，植被恢復(fù)技術(shù)體系的應(yīng)用將有利于提高工程區(qū)植被覆蓋率和植物存活率，顯著改善工程區(qū)生態(tài)環(huán)境；將減少建設(shè)項(xiàng)目干擾環(huán)境所造成的水土流失、泥石流、滑坡等危害；可避免因?yàn)檫x種、植物措施使用不適宜造成的重復(fù)施工；帶來(lái)顯著的生態(tài)效益、景觀效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。因此，構(gòu)建植被恢復(fù)技術(shù)體系十分必要，這將為葉巴灘水電站工程區(qū)帶來(lái)多方面正向效益。